GIS的技術基礎

GIS為各種涉及空間數(shù)據(jù)分析的學科提供了新的技術方法，而每個相關學科都提供了一些構成GIS的技術與方法。

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首先，地圖是記錄地球表面信息的一種形式，從歷史發(fā)展來看，GIS脫胎于地圖，而計算機制圖技術更是為地圖特征的數(shù)字表示、操作和顯示提供了成套方法，為GIS的圖形輸出設計等提供了理論支持。同時，地圖還是目前GIS的基礎數(shù)據(jù)源，但地圖強調的是數(shù)據(jù)分析、符號化與顯示，地理信息系統(tǒng)更注重空間分析。

其次，數(shù)據(jù)庫也是GIS的技術基礎之一。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要用于存儲、管理和查詢各類數(shù)據(jù)，并盡可能具備一些簡單的統(tǒng)計分析功能，這是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。

第三，遙感作為空間數(shù)據(jù)的采集手段，成為GIS的重要信息源與數(shù)據(jù)更新途徑。遙感（RS）圖像處理系統(tǒng)包含復雜的解析函數(shù)，并有許多方法用于信息的增強與分類；大地測量為GIS提供了精確定位的控制信息，尤其是全球定位系統(tǒng)（GPS），可快速、廉價地獲取地表特征的數(shù)字位置信息；航空拍攝及其精確測量方法的應用使得攝影測量成為GIS主要的地形數(shù)據(jù)來源?？傊?，遙感是GIS的重要數(shù)據(jù)源與更新手段。

第四，計算機科學的發(fā)展對GIS起著關鍵性的影響。按照國際通行的定義，GIS軟件的開發(fā)和使用基本屬于計算機應用理論與方法在加入空間位置要素后的自然延伸，始于計算機出現(xiàn)不久，在最近10～15年，計算機不僅在容量與速度方面都有了質的飛躍，而且隨著多媒體、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、電子技術等的飛速發(fā)展，GIS的發(fā)展也在突飛猛進（黃杏元，2004a，2004b，2004c）。幾乎每一次計算機技術的重要進展都帶動地理信息系統(tǒng)技術的重大進步，如空間數(shù)據(jù)的管理、網(wǎng)絡GIS、三維GIS等技術，每一步的重要發(fā)展都與計算機信息技術的進展有關。計算機輔助設計提供了數(shù)據(jù)輸入、顯示與表達的軟件與方法；計算機圖形學是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)的基礎之一，它提供了圖形處理、顯示的軟硬件及其技術方法；網(wǎng)絡的普及使地理信息系統(tǒng)已成為許多機構必備的工作系統(tǒng)，尤其是政府決策部門在一定程度上由于受地理信息系統(tǒng)影響而改變了現(xiàn)有機構的運行方式、設置與工作計劃等；人工智能的發(fā)展也給地理信息系統(tǒng)的技術進步帶來了積極的影響（周成虎，1995）。

簡而言之，地理信息系統(tǒng)就是能夠輸入、存儲、管理并處理分析地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。它隨計算機技術發(fā)展應運而生，是信息系統(tǒng)技術發(fā)展到高級階段的產(chǎn)物。

ArcGIS小技巧-帶分數(shù)注記制作

在使用Arcmap軟件出圖的過程中，我們難免會遇到標注圖層字段信息的情況。在一般的過程中，我們是通過選擇圖層的某一個字段屬性進行顯示的。如圖所示。

那么當我們需要使用分數(shù)或者帶分數(shù)形式，來展示多個圖層字段屬性的時候，應當怎么辦呢？方法就是通過表達式進行顯示。應當如何呢？

輸入公式：

[分子] vbnewline [整數(shù)部分] "———————" vbnewline [分母]

如示例圖所示

結果如圖所示

如果你還想對注記的樣式進行修改，比如修改成黃色或者綠色北京的氣泡狀。那么可以在樣式中設計它。如圖所示

那么如果你的項目出圖要求用分數(shù)，下劃線，上標，下標等標注。那么你可以自己來寫一個樣式公式。參考表如下圖所示。

2018年8月25日寫

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GIS 技術

GIS技術可以為多種來源的空間信息數(shù)據(jù)采集提供地學知識與處理。空間數(shù)據(jù)是指描述“空間實體”的空間位置特征與專題屬性的數(shù)據(jù)，通常包括不同來源和形式的遙感數(shù)據(jù)、地形圖數(shù)據(jù)、專題圖數(shù)據(jù)、野外采樣數(shù)據(jù)、統(tǒng)計調查數(shù)據(jù)等。

廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等是在掌握全自治區(qū)農(nóng)用地數(shù)量與分布的基礎上，借助于地理信息系統(tǒng)和計算機技術，對農(nóng)用地的質量進行全面、科學、綜合的評價，為提高農(nóng)用地管理提供依據(jù)。工作中主要利用MapGIS軟件強大的圖形編輯功能、數(shù)據(jù)庫管理功能和空間分析功能，科學量化農(nóng)用地數(shù)量、質量和分布，形成數(shù)字化的各類農(nóng)用地分等工作底圖，對全自治區(qū)農(nóng)用地進行綜合分析、評價，提高了分等結果的準確性和精確性。廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等采用的信息系統(tǒng)是以MapGIS軟件為基礎平臺，結合Excel電子表格和Access數(shù)據(jù)庫等軟件，根據(jù)該自治區(qū)農(nóng)用地分等的技術路線，對MapGIS軟件進行局部的二級開發(fā)，保證了廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)的結構完整和功能齊全，建庫方便、快捷。

（一）資料整理與圖件準備

將資料整理錄入計算機，對資料數(shù)據(jù)進行綜合核實，剔除不符合實際的特殊的極值，為入庫做好準備。圖件的準備工作包括工作底圖的準備和其他專業(yè)要素圖件的準備。圖件比例尺要滿足農(nóng)用地分等精度要求，圖上內容要素齊全、圖面清晰，滿足掃描矢量化要求。

（二）工作底圖的入庫（數(shù)字化）

具體工作過程中，采用各縣（市、區(qū)）1∶5萬～1∶10萬的土地利用現(xiàn)狀圖作為工作底圖，用掃描儀將工作底圖資料進行灰度掃描，以柵格形式存貯于圖像文件中（例如TIFF格式），在MapGIS軟件編輯功能下，經(jīng)過圖像黑白轉換，進行矢量化，轉換成矢量數(shù)據(jù)，把點、線分層存入，成為線文件或點文件，再進行點、線、面的編輯，然后把編輯好的圖形文件進行光柵處理，輸出圖件校對。其中，圖形編輯包括對點、線、面3種圖元的空間數(shù)據(jù)和圖形屬性進行編輯。首先，對已經(jīng)矢量化好的圖形文件（線文件或點文件）進行參數(shù)設置（即分層設置、線形設置、符號設置、區(qū)顏色設置），編輯點、線屬性結構；然后，對圖形數(shù)據(jù)進行自動拓撲處理，經(jīng)過建立拓撲關系的圖形，每個區(qū)域賦予屬性并自動控制為區(qū)域填色。根據(jù)圖件的用途，可以更改區(qū)域參數(shù)及屬性。

（三）分等單元圖的編制

根據(jù)分等評價單元的基本要求和單元劃分時應遵循的原則，結合廣西壯族自治區(qū)區(qū)域內地貌類型多樣、地形復雜、土壤類型異常明顯，呈垂直分帶性、農(nóng)用地分布零碎等特點，采用疊置法將同比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖（工作底圖）與地形圖、土壤圖疊加，手工劃分分等評價單元，并按行政區(qū)劃編號。

在已經(jīng)編制好的各縣（市、區(qū)）分等評價單元圖上，進行農(nóng)用地分等單元圖數(shù)字化，即將劃分好的分等評價單元的手工圖作為作者原圖，在已經(jīng)數(shù)字化的同比例尺土地利用現(xiàn)狀圖上，采用MapGIS在圖上進行點圖元編輯。然后，在圖形編輯菜單中打開區(qū)屬性編輯欄，根據(jù)單元編號所在的區(qū)域（即面域），輸入單元編號，編輯單元區(qū)屬性（即分等單元屬性編輯），使單元編號成為圖、表鏈接的關鍵字段，完成分等單元圖件數(shù)字化。

（四）編制單元因素分值

以手工劃分的分等評價單元圖為工作底圖，按照廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等所確定的分等因素圖逐一套合分等評價單元，讀出該評價單元所應有的因素分值，即計算單元因素分值，對照“指定作物－分等因素－自然質量分”關系表，將分等因素分值轉換成分等因素自然質量分，再把各分等評價單元的自然質量分錄入計算機，編制分等單元分等因素自然質量分值表。

（五）分等評價單元的自然屬性和經(jīng)濟屬性入庫

將分等評價單元自然質量分值表以Excel格式錄入計算機，成為電子表格文件，即分等評價單元的自然屬性入庫。分等評價單元的經(jīng)濟屬性指單元的土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟系數(shù)，是將有關資料在電子表格上按指標區(qū)進行匯總計算得出，根據(jù)規(guī)程要求劃分土地利用等值區(qū)和土地經(jīng)濟等值區(qū)，將各分等評價單元所處的土地利用等值區(qū)的值與土地經(jīng)濟等值區(qū)的值讀出并錄入分等評價單元自然屬性表，再在計算機上對電子表格進行分析，計算出各類等指數(shù)，完成分等評價單元的自然屬性和經(jīng)濟屬性入庫，把Excel電子表轉到數(shù)據(jù)庫存為DBASE格式文件。

（六）建立農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫

將編輯好的分等單元圖形屬性的數(shù)據(jù)文件與數(shù)據(jù)庫中的分等單元自然屬性和經(jīng)濟屬性質量分值電子表（DBASE格式）數(shù)據(jù)文件，根據(jù)關鍵屬性字段（分等單元編號）掛接，即把已經(jīng)存在的圖形屬性信息和空間數(shù)據(jù)庫中的自然屬性和經(jīng)濟屬性信息用關鍵字段鏈接起來，使圖、表合一，成為統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫。這樣建立起來的農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫，可以把圖形屬性數(shù)據(jù)和空間屬性數(shù)據(jù)庫的采集并行，便于圖、表的修改，即對表格進行修改，就能使圖形自動完成更改，提高成圖的工作效率和精度。在計算機系統(tǒng)軟件屬性管理菜單中，根據(jù)屬性賦參數(shù)欄，對各種農(nóng)用地分等因素值、分等指數(shù)參數(shù)值規(guī)定一定范圍域，給范圍域設置顏色參數(shù)，完成顏色參數(shù)設置后，農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)自動給數(shù)據(jù)圖形的值域賦予顏色，進行農(nóng)用地的各種因素圖件和等別圖件的制作，并根據(jù)系統(tǒng)內的條件生成點文件，把區(qū)域屬性轉換成等別號，圖形上注解等級信息，由此完成廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫的建立。

（七）農(nóng)用地等別面積的匯總統(tǒng)計

根據(jù)等別圖圖形屬性數(shù)據(jù)文件，在MapGIS軟件實用服務功能上，打開投影變換菜單，點擊工具欄，在屬性生成文件文本目錄下，打開圖元文件，由圖形屬性庫（各單元圖形屬性）生成文件，存為TXT格式的報表文件，再由TXT文件轉為Excel電子表格，進行分等面積匯總。由圖形屬性文件轉換成的Excel電子表格文件，保留了農(nóng)用地各單元的屬性，例如，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、地類號、單元號、等別、面積等。在此基礎上分村匯總等別面積，并結合各縣（市、區(qū)）土地利用現(xiàn)狀變更臺賬數(shù)據(jù)，進行單元面積平差。經(jīng)過平差的農(nóng)用地單元面積，分村、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、縣（市、區(qū)）、全自治區(qū)4級，在計算機上進行等別面積匯總統(tǒng)計。